激光视觉传感器的机器人焊缝高精度跟踪系统

以提升焊接机器人焊接精度为目的,设计激光视觉传感器的机器人焊缝高精度跟踪系统。由工业相机和激光传感器、焊接机器人等组成系统硬件架构,获取焊缝激光光源后,将其传输至激光图像传感层。采用激光图像传感器对焊缝激光光源图像进行物理滤波处理,使用工业相机拍摄焊缝激光图像。提取焊缝激光图像特征,依据其特征点位置对焊接机器人进行手眼标定,获取焊接机器人校正向量并将该向量输入到机器人运动控制层内的焊缝跟踪程序内,利用该程序不断修正焊接机器人跟踪行为并向接口电路电机驱动器发送控制跟踪命令,实现机器人焊缝高精度跟踪。实验结果表明：该系统具备良好的启动性能,对焊机机器人手眼标定径向畸变、切向畸变数值均较小,跟踪不同类型焊缝的最低偏差数值仅为0.01 mm,跟踪精度高。     

一种快速有效的基于激光视觉的焊缝跟踪实时图像处理方式

对螺旋管激光视觉传感焊缝跟踪的实时图像处理进行了研究,就其中的关键技术焊缝中心线提取进行了讨论和研究.提出了一种快速有效的OSTU阈值分割法进行激光中心线提取,并且结合一维信号的形态滤波使中心线平滑.该方法效果理想,切实可行.     

激光视觉焊缝跟踪实时图像处理研究

对激光视觉传感焊缝跟踪实时图像处理的方法进行了研究,就其中的关键技术-激光带中心的抽取和特征点的检测提出了切实可行的方法。该处理方法效果好,处理速度快,能够满足跟踪系统的实时性要求。     

线结构光视觉传感器二维机器人焊缝跟踪系统

提出了一种基于线结构光视觉传感器示教及纠偏的二维机器人焊缝跟踪方法。利用简单快速的系统标定,视觉传感器分别对焊缝上示教特征点和实际特征点坐标进行测量记录,同时采用模板匹配进行图像处理,测出它们之间的偏差,ABB机器人根据得到的偏差实时调整焊枪位置,从而实现自动跟踪。利用线结构光视觉传感器和ABB机器人设计了实验系统,对所提的方法进行了验证。     

基于3D激光扫描传感器的焊缝区域跟踪方法设计

一般二维数据传感器在智能焊接领域应用中,跟踪焊缝区域时,焊接枪抖振会导致跟踪误差大的问题,提出基于3D激光扫描传感器的激光焊缝自动跟踪方法,应用3D激光扫描传感器获取到完整的激光焊缝3D位置数据。对采集到的焊缝位置信息展开全局最优解处理,提取激光焊缝的相关特征。对激光焊缝跟踪相关的距离特征进行分类处理:设计模糊跟踪算法,利用基本论域方法建立目标边缘特征模型,调整激光焊缝隶属度参数,实现目标融合特征分类。在激光焊缝特征分类的基础上,利用变论域理论提高焊接跟踪控制准确率和焊缝成形检测效率,完成焊缝区域的控制跟踪,实现无人化焊接。实验结果表明:这种方法在减小跟踪误差中有明显的效果。     

激光视觉传感在焊接机器人焊缝识别中的应用

为实现复杂工况下焊接机器人精准识别焊缝目标,将激光视觉传感技术应用于机器人焊缝识别中。以激光视觉传感器作为核心硬件,构建焊接图像采集系统,运用PCI总线卡检测传感器及外部指示灯是否为连接状态,通过PXR800图像采集卡在规定时间内得到激光焊接图像,使用串口通信程序完成图像高效传输。分别采用双边滤波器与模糊算子实施图像去噪与增强处理,优化图像角点与激光条纹中心点,利用等式约束方程修正卡尔曼滤波后的图像坐标值,完成高精度焊缝识别任务。仿真结果证明,激光视觉传感能够帮助机器人提升焊缝识别精度、增强抗干扰能力,为焊接机器人的推广应用发挥积极作用。     

基于改进TLD算法的激光视觉传感型焊缝跟踪

为了解决基于线激光视觉传感的焊缝中心位置定位精度不高的问题,采用了一种基于改进跟踪-学习-检测(TLD)算法的焊缝跟踪方法.由激光视觉传感器实时获取焊缝图像,采用将跟踪器与检测器结合的TLD算法实时跟踪焊缝特征点,同时通过在线学习机制更新分类器参量.在此基础上对激光条纹图像截取感兴趣区域,大幅减少检测器的搜索区域;根据...     

基于双目视觉技术的激光再制造机器人跟踪系统

为提高激光再制造机器人跟踪性能,研究了一种基于双目视觉技术的激光再制造机器人跟踪系统。首先分析环境信息,再利用激光器采集机器人环境信息,设计机器人跟踪控制单元,然后对机器人的运动进行控制,最后设计机器人跟踪程序。至此,完成机器人跟踪系统的设计。实验结果表明,本系统不仅缩小了激光再制造机器人跟踪误差,左右偏差均为0.12 cm,还具有更好的激光再制造机器人避障精度,最高可达到97%,具有更高的实际应用价值。     

一种不规则焊缝自适应焊接机器人系统研究

提出了一种基于摆动电弧传感器焊接系统的焊缝宽度自适应焊缝跟踪算法。焊接摆动控制器由步进电机驱动滚珠丝杠机构,实现焊枪的摆动。机器人主控制器基于ARM处理器开发,实现机器人的运动轨迹控制、运算求解、示教、再现。通过分析摆动电弧的信号和焊枪前一周期摆动数据,建立复函数自适应算法控制模型,计算出焊缝变化后的摆动参数反馈控制系统,完成焊缝宽度自适应跟踪焊接,并以x,y,z三轴直角坐标焊接机器人为运动平台进行模拟试验来验证算法的合理性。试验结果证明,焊接速度4mm/s、焊接频率0.5 Hz条件下,该算法能良好的适应焊接过程中焊缝宽度的变化,性能稳定,焊枪运动轨迹良好。     

图像处理技术在焊缝跟踪中的应用

随着焊接过程自动化和智能化的发展,基于图像处理技术的焊缝位置检测和焊接缺陷检测过程越来越受到国内外学者的重视。文章对焊缝自动跟踪系统中有关图像处理方面的研究现状作了一些介绍,详细分析了图像处理技术在焊缝跟踪过程中的应用,其中包括图像预处理、图像分割、边缘检测和特征点提取等图像处理过程,总结了一些传统和新型的图像处理算法,并讨论了各自的优缺点。     

激光跟踪技术在工程机械焊接中的应用研究

针对现有推土机台车架机器人焊接质量及生产效率的问题,开展基于激光视觉传感的焊缝跟踪技术研究,并成功引入到工程机械焊接领域.通过三维仿真分析确定传感设备的选型,提出一种实用性强的焊缝实时跟踪方法,并通过十点标定法及多变量参数的调整等全工作流程的测试.通过前后定量数据对比分析,焊接机器人设备的有效稼动率OEE平均提升21.3％,生产节拍提升8.07％,焊接质量及焊达率均有明显优化.结果完全适用于工程机械大型复杂结构件上的焊接要求.     

电弧光谱分布特征及激光传感器的光源选择

通过OceanOptics HR 4000CG-Uv-NiR型光谱仪分别采集了MIG焊、MAG焊和TIG焊电弧光谱,并分别进行了紫外光谱(205～380 nm)、可见光谱频(380～780 nm)和红外光谱(780～1000 nm)频域分析,结果发现,3种焊电弧光谱都存在440～480 nm、610～700nm和850～950 nm相对强度很弱的三个波段.在此基础上,选择激光传感器的结构光源,并设计了双反射镜式激光传感器,获得了高质量的清晰焊缝坡口图像.     

爬行式弧焊机器人结构光三维视觉传感器研究

本文介绍爬行式弧焊机器人结构光三维视觉传感器的传感原理、系统组成和设计依据。用会聚透镜和柱透镜组合产生线长35～40mm、线宽1mm的光纹投向焊缝,热敏电阻组成桥式自功控温电路,用5L/s流量的空气（或氩气）吹开烟尘、蒸汽和飞溅物等,微型CCD摄像机加装窄带滤光片摄像,经二值化、图像分割和中心取样等图像处理并计算出偏移量送控制系统引导爬行机器人正确施焊。     

K418与42CrMo异种金属的激光穿透焊接

实验研究了连续波Nd∶YAG激光焊接速度、侧吹保护气流量和离焦量等参量对激光穿透焊接K418和42CrMo焊缝成形的影响。结果表明,K418与42CrMo激光穿透焊接有X形和T形两种典型的焊缝形貌,且焊缝形貌是不对称的。随着焊接速度的提高,焊接线能量降低,焊缝尺寸变小,且焊缝上部尺寸变化比下部尺寸变化慢,焊缝形貌由X形过渡到T形。当离焦量在瑞利长度范围内时,焊缝正面宽度变化很小;当离焦量超出瑞利长度范围时,在足够高的激光功率密度下,焊缝正面宽度快速增加。在激光功率为3 kW,侧吹保护气角度为35°条件下,通过优化焊接速度、侧吹保护气流量和离焦量等参量可以得到最佳焊缝质量。     

基于激光传感器的机器人有支路循迹算法

移动机器人的循迹准确性和快速响应性直接关系到它的工作性能,所以国内外大量学者投入了循迹技术的研究中,致力开发先进的循迹技术。该文使用了4个HLSD-2010B和激光传感器作为移动机器人的"眼睛",设计了一个基于M51单片机的有支路循迹算法。     

激光焊接质量的实时诊断和控制

综述了可用于激光焊接质量实时诊断的各种传感信号，详细描述了激光焊接质量实时诊断和控制技术的发展进程。     

基于Matlab的焊缝跟踪系统的设计

针对现有的板件对接设备的不足,提出了一种基于Matlab的焊缝跟踪系统。设计了一种焊枪位置调节装置,建立各环节数学模型,确定了满足系统使用要求的比例系数和采样频率;研究了处理图像和确定焊缝中心的方法,并开发了一套基于Matlab的焊缝跟踪控制软件,实验结果良好。